§ 11. Общие сведения о силовых трансформаторах
Трансформаторы классифицируются по нескольким признакам:
по числу фаз — одно- и трехфазные;
по числу обмоток на каждом сердечнике — двух- и трехобмоточные;
по способу охлаждения — масляные (М), воздушные (сухие) (С) и газовые (элегазовые).
Масляные силовые трансформаторы имеют наибольшее распространение и могут, в свою очередь, быть подразделены на трансформаторы с естественным масляным охлаждением (М); масляные с воздушным дутьем (Д); с принудительной циркуляцией масла через водяной охладитель (Ц); с принудительной циркуляцией масла через охладители, обдуваемые вентилятором (ДЦ).
Трансформаторное масло служит как для охлаждения обмоток и стали, так и для изоляции. В трансформаторах с естественным охлаждением масло в баке нагревается и поднимается вверх, а затем опускается по трубам или радиаторам, где нагретое масло охлаждается.
По назначению трансформаторы в электротехнических установках разделяются на повысительные и понизительные.
Во вспомогательных устройствах трансформаторы по назначению могут подразделяться еще и по другим признакам, например, изоляционные, пик-трансформаторы и т. п.
В повысительных трансформаторах первичная обмотка является обмоткой низшего напряжения (НН), а вторичные обмотки — обмотками высшего напряжения (ВН). В трехобмоточном трансформаторе наряду с этим могут быть также и обмотки среднего напряжения (СН).
Обмотки высшего напряжения обозначаются заглавными буквами А, В, С и X, Y, Z, обмотки низшего напряжения — теми же, буквами а, b, с и х, у, z; а среднего напряжения — Ат, Вт, Ст иXт, Yт, Zт.
В целях компенсации потери напряжений в линии напряжения первичных и вторичных обмоток трансформаторов несколько отличаются от принятых средних стандартных напряжений (табл. 11-1).
По уровню напряжения трансформаторы бывают с напряжением до 1000 и выше 1000 в.
Таблица 11-1
Шкала номинальных напряжений
Напряжение сетей и приемников электроэнергии, кВ | Напряжение трансформаторов, кВ | |
первичные обмотки | вторичные обмотки | |
3 | 3 и 3,15 | 3,15 и 3,3 |
6 | 6 и 6,3 | 6,3 и 6,6 |
10 | 10 и 10,5 | 10,5 и 11 |
20 | 20 и 21 | 21 и 22 |
35 | 35 | 38,5 |
110 | 110 | 121 |
150 | 150 | 165 |
220 | 220 | 242 |
Первичные и вторичные обмотки трехфазных трансформаторов могут быть соединены в звезду и треугольник. В каждом из этих соединений могут быть различные сочетания углов сдвига между векторами напряжений первичной и вторичной обмоток.
Согласно ГОСТ 401—41 силовые трансформаторы имеют стандартные схемы и группы соединений (рис. 11-1).
Рис. 11-1. Наиболее распространенные схемы и группы соединений обмоток трехфазных трансформаторов
Следует отметить, что в параллельную работу могут быть включены лишь те трансформаторы, которые имеют одинаковое напряжение и одинаковую группу соединений.
Кроме перечисленных данных, для правильного выбора трансформаторов необходимо знать еще следующие основные параметры:
- напряжение короткого замыкания (uк, %). Это напряжение к. з. характеризует реактивное сопротивление обмоток и определяется из опыта короткого замыкания;
- нагрузочные потери в трансформаторе (Рп, Вт). Эти потери складываются из потерь активной мощности в обмотках трансформатора, работающего в номинальном режиме;
- потери холостого хода (Рх.х, Вт), состоящие из потерь в стальном сердечнике, на гистерезис и вихревые токи;
- ток холостого хода трансформатора, приводимый в процентах от номинального тока (ίх.х, %).